一种增阻大变形锚固装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种增阻大变形锚固装置，它是由增阻锚固系统、变形系统和防护系统构成；其中所述的增阻锚固系统由增阻托盘、楔形卡具和墩头锚具组成，楔形卡具与增阻托盘通过螺纹连接，控制特制钢丝绳的增阻变形，镦头锚具固定在特制钢丝绳尾部，防止特制钢丝绳脱锚；所述的变形系统由特制钢丝绳、转换头和锚固体组成，转换头是由合金钢制成的传力结构，上端连接特制钢丝绳下端连接锚固体；所述的防护系统由防护外壳和螺栓杆组成，防护外壳由3～5mm镀锌铁皮制成并由螺栓杆固定防止装置受到侵蚀。本实用新型采用钢丝绳柔性增阻变形的思想，结构简单、施工方便、占用空间少、应用前景广阔。
【专利说明】
一种増阻大变形锚固装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及煤矿巷道等岩土工程领域中使用的锚固装置，尤其涉及一种增阻大变形锚固装置。
【背景技术】
[0002]随着我国煤炭开采深度的增加，煤矿面临的地质条件也日趋复杂，围岩在深部高地应力条件下表现出的物理力学性质与浅部有很大差别，尤其具有变形量大的特点。煤矿巷道多采用锚喷支护和锚网索联合支护，使用的锚杆锚索及其锚固装置通常为刚性结构，变形量小，导致煤矿巷道出现冒顶、片帮和底臌等安全事故，影响煤矿正常生产。
[0003]目前针对深埋巷道支护的主要措施是提高支护强度，即增加锚杆锚索直径、减小间排距、选用高强材料和提高预应力，使被支护的围岩应力接近初始应力状态，发挥巷道围岩的自承能力。上述措施在一定程度上提高了支护效果，但是在高地应力巷道仍旧出现锚杆锚索拉断而导致支护失效的现象，且随着支护强度的增加，支护成本也随之上升。此外我国岩土工作者针对大变形巷道的支护问题还研制了具有变形功能的锚杆和锚索，但存在施工复杂、造价高、侵占巷道使用空间和锚固装置稳定性差的缺点，限制了在工程实际中的应用。
[0004]在本实用新型之前，申请号为201510228213.4的发明公布了一种大变形锚固装置，包括锚体及让压机构，让压机构呈压缩缸结构并包括内缸体、外缸体、缸盖、活塞环及活塞杆，内外缸体之间有压缩介质，内缸体的底部设有泄压通道。锚体受力后带动活塞挤压压缩介质，从而实现锚固装置的变形，但其让压机构复杂，零部件较多，工程实用性不高。
[0005]申请号为201510026485.6的发明公开了一种简易微增阻大变形锚固装置及方法，装置主要由让压锚具、导向弹簧和生根锚具构成，通过让压锚具夹片内多道螺纹的渐次破坏和弹簧的压缩变形实现让压，从而适应围岩的大变形，对围岩提供微增阻的锚固力，但装置裸露在巷道壁外的部分过长，占用巷道使用空间，且外露导向弹簧易受到巷道粉尘和水汽侵蚀，影响装置发挥整体性能。
[0006]针对以上发明存在的缺陷，需要研发一种结构简单、施工方便、增阻性能良好且适用于高地应力巷道围岩大变形条件的变形锚固装置。
【发明内容】
[0007]本实用新型针对现有变形锚固装置的不足，提供了一种增阻大变形锚固装置，通过该装置解决煤矿巷道等岩土工程中围岩变形量大的问题，还具有结构简单、增阻恒定、锚固稳定和防止侵蚀的优点。
[0008]本实用新型一种增阻大变形锚固装置的构造是:由增阻锚固系统、变形系统和防护系统构成，其特征在于，所述的增阻锚固系统由增阻托盘、楔形卡具和墩头锚具组成，所述的变形系统由特制钢丝绳、转换头和锚固体组成，所述的防护系统由防护外壳和螺栓杆组成。
[0009]所述的增阻托盘由厚度为18?25mm的钢板制成，中央按设计要求制成楔形开口且带有楔形卡具安装的螺纹，两侧有螺栓杆的安装孔;楔形卡具为半圆环型组合结构，外部有与增阻托盘咬合的螺纹，其向下旋紧的程度决定特制钢丝绳的变形量;墩头锚具为固定在特制钢丝绳尾部的锚固构件，其直径大于增阻托盘的孔径，在锚固装置变形量达到极值时约束特制钢丝绳的进一步变形，维持整个装置的稳定。
[0010]所述的特制钢丝绳为三捻镀锌钢丝绳，纤维芯不涂油，从头部到尾部捻股过程中不断加入细钢丝，使其尾部比头部粗3?5_;转换头由合金钢制成起到传递锚固力的作用，上端连接特制钢丝绳头部并固定，下端凹槽内有连接锚固体的螺纹;锚固体为普通锚杆杆体或锚索索体，锚固方式可以为端锚或全长锚固。
[0011]所述的防护外壳由厚度为3?5mm的镀锌铁皮制成，用螺栓杆固定在增阻托盘外部，防止巷道粉尘和水汽侵蚀锚固装置;螺栓杆头部形状为方六角形，安装在增阻托盘两侦Ij，用于固定防护外壳。
[0012]本实用新型一种增阻大变形锚固装置的施工方法，具体包括以下步骤:
[0013](I)按照施工要求在指定位置安设锚固体；
[0014](2)将特制钢丝绳尾部与镦头锚具连接，头部穿过增阻托盘中央圆孔与转换头连接；
[0015](3)将增阻托盘退到特制钢丝绳尾部，组合圆筒形扳手放入钻孔并卡住转换头上部，旋转扳手力臂使其带动转换头转动，使转换头与锚固体紧密连接；
[0016](4)将增阻托盘紧贴岩壁，用两片楔形卡具组合并套住特制钢丝绳，对特制钢丝绳进行张拉并用扳手旋紧楔形卡具；
[0017](5)将特制钢丝绳尾部盘放在增阻托盘内，在外部罩上防护外壳，并用螺栓杆固定抒紧。
[0018]本实用新型一种增阻大变形锚固装置，通过变形系统的增阻变形来保证巷道围岩的稳定性，其优点为:
[0019](I)特制钢丝绳具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性，柔软性能好变形量大，承载安全系数大，使用安全可靠；
[0020](2)结构简便、自重较轻，便于运输和安装；
[0021](3)锚固装置的变形量可由楔形卡具进行调控，楔形卡具拧紧的孔径尺寸与特制钢丝绳的增阻变形量成线性关系；
[0022](4)防护外壳阻挡了水汽和粉尘对锚固变形装置的侵蚀，提高了使用寿命和可靠度；
[0023](5)柔性特制钢丝绳盘放在增阻托盘外侧，节约了巷道空间，提高了空间利用率。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型一种增阻大变形锚固装置总体安装示意图。
[0025]图2为本实用新型一种增阻大变形锚固装置的增阻托盘和特制钢丝绳布置图。
[0026]图例说明:I一增阻托盘;2—楔形卡具;3—镦头锚具;4一特制钢丝绳;5—转换头；6—销固体;7一防护外壳;8一螺栓杆。
【具体实施方式】
[0027]本实用新型提供了一种增阻大变形锚固装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。
[0028]如图1和图2所示，本实用新型一种增阻大变形锚固装置，主要由增阻托盘1、楔形卡具2、镦头锚具3、特制钢丝绳4、转换头5、锚固体6、防护外壳7和螺栓杆8组成。
[0029]所述的增阻托盘I由厚度为18?25mm的钢板制成，中央按设计要求制成楔形开口且带有楔形卡具2安装的螺纹，两侧有螺栓杆8的安装孔;楔形卡具2为半圆环型组合结构，外部有与增阻托盘I咬合的螺纹，其向下旋紧的程度决定特制钢丝绳4的变形量;墩头锚具3为固定在特制钢丝绳4尾部的锚固构件，其直径大于增阻托盘I的孔径，在锚固装置变形量达到极值时约束特制钢丝绳4的进一步变形，维持整个装置的稳定。
[0030]所述的特制钢丝绳4为三捻镀锌钢丝绳，纤维芯不涂油，从头部到尾部捻股过程中不断加入细钢丝，使其尾部比头部粗3?5mm;转换头5由合金钢制成起到传递锚固力的作用，上端连接特制钢丝绳4头部并固定，下端凹槽内有连接锚固体6的螺纹;锚固体6为普通锚杆杆体或锚索索体，锚固方式可以为端锚或全长锚固。
[0031 ]所述的防护外壳7由厚度为3?5mm的镀锌铁皮制成，用螺栓杆8固定在增阻托盘I外部，防止巷道粉尘和水汽侵蚀锚固装置;螺栓杆8头部形状为方六角形，安装在增阻托盘I两侧，用于固定防护外壳7。
[0032]本实用新型一种增阻大变形锚固装置的施工方法，具体包括以下步骤:
[0033](I)按照施工要求在指定位置安设锚固体6;
[0034](2)将特制钢丝绳4尾部与镦头锚具3连接，头部穿过增阻托盘I中央圆孔与转换头5连接；
[0035](3)将增阻托盘I退到特制钢丝绳4尾部，组合圆筒形扳手放入钻孔并卡住转换头5上部，旋转扳手力臂使其带动转换头5转动，使转换头5与锚固体6紧密连接；
[0036](4)将增阻托盘I紧贴岩壁，用两片楔形卡具2组合并套住特制钢丝绳4，对特制钢丝绳4进行张拉并用扳手旋紧楔形卡具2;
[0037](5)将特制钢丝绳4尾部盘放在增阻托盘I内，在外部罩上防护外壳7，并用螺栓杆8固定拧紧。
【主权项】
1.一种增阻大变形锚固装置，其特征在于，它由增阻锚固系统、变形系统和防护系统构成;所述的增阻锚固系统由增阻托盘、楔形卡具和墩头锚具组成，楔形卡具与增阻托盘通过螺纹连接，镦头锚具固定在特制钢丝绳尾部，防止特制钢丝绳脱锚;所述的变形系统由特制钢丝绳、转换头和锚固体组成，转换头是由合金钢制成上端连接特制钢丝绳下端连接锚固体;所述的防护系统由防护外壳和螺栓杆组成，防护外壳由3?5mm镀锌铁皮制成并由螺栓杆固定。
【文档编号】E21D20/00GK205532654SQ201620062494
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月22日
【发明人】朱庆文, 吕连勋, 马齐, 张国朋, 徐开山, 尚黎明, 杜贻腾
【申请人】山东科技大学, 李廷春